Stiri Medicale

Noi sperante in oprirea crizelor de astm

Cercetatorii descopera un “intrerupator” celular critic responsabil pentru reactia inflamatorie imuna care cauzeaza crizele de astm.

 

Lucrand cu celulele sistemului imunitar uman, in laborator, cercetatori de la Scoala de Medicina a Universitatii Johns Hopkins raporteaza ca au identificat un “intrerupator” celular critic responsabil pentru reactia imuna inflamatorie care contribuie la atacurile de astm ce constricta plamanii.

Intrerupatorul, conform cercetatorilor, este compus din proteine regulatoare al caror scop este de a controla canalul de comunicare a celulelor sistemului imunitar.

“Pacientii afectati de astm sunt permanent supusi unei activitati intense pe acest canal de comunicare si asta datorita acestor proteine [care, similar unui intrerupator], sunt blocate in pozitia “deschis”, datorita inabilitatii a altor proteine de a opri aceasta reactie”, spune Dr. Nicola Heller, Asistent Profesor de Anesteziologie si Terapie Intensiva la Scoala de Medicina a Universitatii Johns Hopkins.

Astmul a fost corelat cu acumularea numarului de celule imune macrofage de tip M2 la nivelul plamanilor. Intr-o persoana sanatoasa, datoria macrofagilor M2 este de a curata alergenii si particulele straine din plamani, dezactivandu-se atunci cand elementul iritant este inlaturat.

Cu toate astea, in persoanele ce sufera de astm, celulele M2 si semnalele chimice pe care le emit raman active si se comporta ca un strigat de ajutor din partea acestora, ceea ce determina sistemul imunitar sa trimita intariri, adica alte celule macrofage tip M2.

Aceasta acumulare duce la inflamare ce, ulterior declanseaza criza de astm, cu clasicele simptome de dificultate in a respira, respiratie suieratoare etc.

Pe parcursul timpului, datorita secretiilor emise de catre celulele M2, plamanul sufera modificari permanente, ce contribuie la obstructie ireversibila si functionalitate redusa a plamanului.

Daca putem opri formarea si acumularea acestor celule de tip M2, putem, potential, sa oprim imflamarea continua si poate chiar si schimbarile structurale pe termen lung ale plamanului.

Noua descoperire, publicata in Jurnalul Chimiei Biologice in data de 25 Noiembrie, investigheaza rolul a doua proteine, GRB10 si p70S6K, ce controleaza canalul de comunicare a celulelor albe macrofage de M2.

In lucrarea anterioara, de asemenea publicata in Jurnalul Chimiei Biologice, in data de 25 Septembrie, grupul lui Heller relateaza ca a descoperit cum canalul de comunicare responsabil pentru inflamare, ce implica cele doua proteine, incepe cu citokina interleukina 4 (IL-4).

IL-4

Interleukina-4 (IL4)

Aceasta este un regulator cheie in imunitatea adaptativa, care trece printr-o proteina denumita Receptorul de substrat al Insulinei-2 (IRS-2), inainte de a activa celulele M2. De asemenea, au descoperit ca alte proteine, ce au datoria de a opri actiunea IRS-2, nu se regaseau in celulele M2 ale persoanelor ce sufera de alergii, spre deosebire de oamenii sanatosi.

Datorita acestei absente, proteina IRS-2 devine mult mai activa, ceea ce duce la cresterea numarului de celule M2 in oamenii cu alergii.

In noul studiu, laboratorul lui Heller s-a adancit mai mult in cercetarea canalului de comunicare controlat de catre proteina IRS-2.

Receptorul de substrat al Insulinei-2

Receptorul de substrat al Insulinei-2 (IRS-2)

Prin analizarea schimbarilor chimice ale proteinei, in culturi de celule albe, au reusit sa determine ca IRS-2 apare in doua faze. Faza unu este cea “pornit”, ce permite semnalului sa circule mai departe. A doua faza de “oprit”, ceea ce opreste semnalul ce activeaza celulele albe si porneste procesul de conversie in celule macrofage M2.

Au realizat asta prin adaugarea semnalului de “stop” in proteina IRS-2 dupa ce au observat ce proteine devin active in prezenta sistemului chimic IL-4, in celulele albe. Activitatea celor doua proteine, GRB10 si p70S6K, a crescut dupa adaugarea IL-4, comparativ cu celulele care nu au fost supuse la IL-4.

In alte teste de laborator, cercetatorii au administrat celulelor albe atat blocatori chimici cat si genetici, denumiti RNA de interferenta mica (siRNA), ce au scopul de a inactiva fie p70S6K, fie GRB10.

Defectul in functionalitatea GRB10 si a p70S6K este motivul pentru care celulele nu pot opri IRS-2 sa ceara productia de M2

Cercetatorii au observat ca nivelele de activitate scazute ale GRB10 si p70S6K au rezultat in mai multe instante in care forma de “pornit” a IRS-2 devine mult mai activa. Asta inseamna ca aceste proteine sunt cele responsabile pentru pornirea si oprirea IRS-2, ceea ce, la randul ei, controleaza fluxul de productie a celulelor albe macrofage M2.

„Acest lucru ne-a confirmat ca defectul in functionalitatea GRB10 si a p70S6K este motivul pentru care celulele nu pot opri IRS-2 sa ceara productia de M2”, spune Heller.

Echipa a inceput deja noi experimente cu scopul de a explora implicatiile acestor rezultate, ce include si observarea diferentelor in acest canal de comunicare intre celule recoltate de la indivizi cu alergii si de la indivizi sanatosi.

Celulele macrofage ale plamanului […] sunt primele celule ce reactioneaza la orice element inhalat.

Un alt obiectiv este de a testa eficacitatea unui posibil medicament inhalabil ce imita functia GRB10 si a p70S6K pentru a opri dezvoltarea celulelor M2 in plamanii soarecilor de laborator.

“Unul dintre marile avantaje in a lucra cu [celulele macrofage ale plamanului] este ca ele sunt primele celule ce reactioneaza la orice element inhalat,” spune Heller, “de aceea speram ca pe aceasta cale sa putem modula activitatea lor”.

Aceste descoperiri au de asemenea implicatii in tratamentul cancerului si a altor tulburari, precum obezitatea, in care macrofagii M2 au un rol regulator in cresterea tumorilor si a depozitatii grasimii.

Alti cercetatori implicati in proiect sunt Kristi J. Warrem, Xi Fang, Nagaraj M. Gowda si Joshua Thompson de la Scoala de Medicina a Universitatii Johns Hopkins.

Finantarea acestui studiu s-a realizat prin intermediul premiului Institutului National de Independenta a Platformelor in Sanatate (K99/R00 HL096897).


Sursa articol:
EurekAlert!

Sursa Originala:
Jurnalul Chimiei Biologice

Sursa Imagine:
DepositPhotos